３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラム
【課題】３次元形状モデルを表示する最適な表示倍率を設定すること。
【解決手段】ディスプレイに表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更部と、３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルが投影される表示範囲を含む平面における、利用者に注目される部分の位置を示す座標が投影された座標と、表示範囲に基づいて、表示倍率を算出する表示倍率算出部と、算出された表示倍率で縮小して３次元形状モデルをディスプレイに表示する表示処理部と、を備えた。
【解決手段】ディスプレイに表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更部と、３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルが投影される表示範囲を含む平面における、利用者に注目される部分の位置を示す座標が投影された座標と、表示範囲に基づいて、表示倍率を算出する表示倍率算出部と、算出された表示倍率で縮小して３次元形状モデルをディスプレイに表示する表示処理部と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムに関するものであり、特に、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様の変更に基づいて表示倍率を変更する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元ＣＡＤ等において３次元形状モデルを表示された際に、視点の移動等により３次元形状モデルの態様が変更されることで、利用者が注目していた部分が表示範囲外になる場合、利用者は３次元形状モデルの形状を把握することが困難となっていた。このため利用者は３次元形状モデルを把握するために表示倍率を縮小する必要があり、手間を要することとなる。また利用者はどの程度表示倍率を縮小させれば利用者が注目していた部分が参照できるのか判断できないことも多かった。さらに利用者が表示倍率を設定し、設定された表示倍率に縮小して３次元形状モデルが表示された際、３次元形状モデルの注目していた部分を表示された場合であっても利用者が想像していた以上に３次元形状モデルが縮小して表示されることとなり３次元形状の細部の把握が困難になるなど、最適な表示倍率を設定するのが困難であった。
【０００３】
２次元の表示においては、利用者が画像内で注目していた部分が表示画面の範囲外とならないように表示倍率を変更する技術が開示されている（例えば特許文献１）。本技術は、利用者が画像の表示部分をスクロールさせると、このスクロールの移動量に基づいて表示倍率を変更することで、利用者が注目していた部分が常に表示画面の範囲内となることを可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９５３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した技術は２次元の表示には有効であるが、３次元の表示にそのまま適用することは出来ない。なぜならば２次元の画像ではｘｙ軸の移動のみ考慮すれば良く、各々の軸による移動量に基づいて表示倍率を変更するだけで注目していた部分は常に表示画面の範囲内となる。しかしながら３次元形状の表示の場合、ｘｙ軸のみ成らず、ｚ軸をも考慮し、また２次元の表示には存在しない回転移動等も考慮する必要があるため、３次元形状モデルが２次元領域に投影された表示範囲において３次元形状モデル等の移動量に基づいて表示倍率を変更させても利用者の注目していた部分が表示画面の範囲内になるとは限らないという問題がある。また、上述した技術により移動量に基づいて表示倍率を変更した際に、仮に利用者の注目していた部分が表示画面に表示された場合でも、３次元領域特有の移動を考慮できないため最適な表示倍率が設定されるとは限らないという問題がある。
【０００６】
例えば３次元形状の回転移動では上述した技術である移動量に従って表示倍率を変更させても、最適な表示倍率の設定とは成らない。つまり回転移動により、注目していた部分が１回転して元の位置に戻ってきた時は元の表示倍率とは異なることとなるためである。３次元領域に存在する３次元形状モデルの移動では、この２次元領域にはない回転移動を、ｘｙ軸にさらにｚ軸を加えた領域による移動と組み合わせて考慮する必要があり、上述した技術では３次元領域の移動で最適な表示倍率が設定するのは困難となる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、３次元形状モデル上において基準となる座標が表示範囲内に含まれ、かつ３次元形状モデルを表示する最適な表示倍率を設定することを可能とする３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更手段と、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出手段と、前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記態様変更手段は、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明において、前記態様変更手段は、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つにかかる発明において、前記表示処理手段は、さらに前記表示倍率算出手段において算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜５のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段で算出された前記表示倍率を記憶する表示倍率記憶手段と、前記表示倍率記憶手段に記憶された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替手段と、をさらに備え、前記表示処理手段は、前記表示倍率切替手段により切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項１〜９のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更手段は、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、前記表示処理手段は、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項１〜１０のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更手段は、利用者との間の対話的手段により前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２にかかる発明は、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更ステップと、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が該表示範囲に含まれる表示倍率を算出する表示倍率算出ステップと、前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１３にかかる発明は、請求項１２にかかる発明において、前記態様変更ステップは、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１１または１２にかかる発明において、前記態様変更ステップは、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１２〜１４のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１６にかかる発明は、請求項１２〜１５のいずれか一つにかかる発明において、前記表示処理ステップは、さらに前記表示倍率算出ステップにおいて算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７にかかる発明は、請求項１２〜１６のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップで算出された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替ステップと、をさらに備え、前記表示処理ステップは、前記表示倍率切替ステップにより切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１８にかかる発明は、請求項１２〜１７のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１９にかかる発明は、請求項１８にかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２０にかかる発明は、請求項１８にかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２１にかかる発明は、請求項１２〜２０のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更ステップは、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、前記表示処理ステップは、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２２にかかる発明は、請求項１２〜２１のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更ステップは、利用者との間の対話的ステップにより前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２３にかかる発明は、請求項１２〜２２のいずれか１つに記載された方法をコンピュータで実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１にかかる発明によれば、表示基準座標が表示される表示倍率を算出して、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルを表示することで、利用者が注目する部分が表示装置に表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。また、表示基準座標を２次元領域上に投影した投影基準座標と、２次元領域の表示範囲に基づいて、表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００３２】
また、請求項２にかかる発明によれば、視点座標あるいは注視点座標を変更とすることで、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３３】
また、請求項３にかかる発明によれば、３次元形状モデルを平行移動あるいは回転移動させて、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３４】
また、請求項４にかかる発明によれば、投影基準座標から表示範囲の中心線までの最短距離を示す基準距離と、２次元領域上の表示範囲の境界線から表示中心線までの表示距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００３５】
また、請求項５にかかる発明によれば、算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を表示することで、利用者は表示倍率の設定前の表示範囲を視認することで、表示倍率の変更率を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００３６】
また、請求項６にかかる発明によれば、表示倍率記憶手段に記憶された表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替えることで、表示基準座標が表示範囲に含まれる前の表示倍率で拡大して３次元形状モデルを表示することで３次元形状モデルの細部の構造を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００３７】
また、請求項７にかかる発明によれば、複数の表示基準座標が表示される表示倍率を算出することで、利用者が注目する複数の部分が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３８】
また、請求項８にかかる発明によれば、３次元形状モデルの多面体データの頂点が表示される表示倍率を設定することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３９】
また、請求項９にかかる発明によれば、３次元形状モデルを簡略化した形状の頂点が表示される表示倍率を設定することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４０】
また、請求項１０にかかる発明によれば、予め定められた時間毎に３次元形状モデルの態様が変更される場合でも表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率に縮小して３次元形状モデルを前記表示装置に表示することで、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００４１】
また、請求項１１にかかる発明によれば、利用者との間の対話的手段により３次元形状モデルの態様を変更することで、利用者が対話的手段で受け付けられた３次元形状モデルの態様で表示される場合でも、表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示するため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００４２】
請求項１２にかかる発明によれば、表示基準座標が表示される表示倍率を算出して、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルを表示することで、利用者が注目する部分が表示装置に表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。また、表示基準座標を２次元領域上に投影した投影基準座標と、２次元領域の表示範囲に基づいて、表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００４３】
また、請求項１３にかかる発明によれば、視点座標あるいは注視点座標を変更とすることで、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４４】
また、請求項１４にかかる発明によれば、３次元形状モデルを平行移動あるいは回転移動させて、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４５】
また、請求項１５にかかる発明によれば、投影基準座標から表示範囲の中心線までの最短距離を示す基準距離と、２次元領域上の表示範囲の境界線から表示中心線までの表示距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００４６】
また、請求項１６にかかる発明によれば、算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を表示することで、利用者は表示倍率の設定前の表示範囲を視認することで、表示倍率の変更率を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００４７】
また、請求項１７にかかる発明によれば、表示倍率記憶手段に記憶された表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替えることで、表示基準座標が表示範囲に含まれる前の表示倍率で拡大して３次元形状モデルを表示することで３次元形状モデルの細部の構造を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００４８】
また、請求項１８にかかる発明によれば、複数の表示基準座標が表示される表示倍率を算出することで、利用者が注目する複数の部分が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４９】
また、請求項１９にかかる発明によれば、３次元形状モデルの多面体データの頂点が表示される表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００５０】
また、請求項２０にかかる発明によれば、３次元形状モデルを簡略化した形状の頂点が表示される表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００５１】
また、請求項２１にかかる発明によれば、予め定められた時間毎に３次元形状モデルの態様が変更される場合でも表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率に縮小して３次元形状モデルを前記表示装置に表示することで、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００５２】
また、請求項２２にかかる発明によれば、利用者との間の対話的手段により３次元形状モデルの態様を変更することで、利用者が対話的手段で受け付けられた３次元形状モデルの態様で表示される場合でも、表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示するため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００５３】
また、請求項２３にかかる発明によれば、コンピュータに読み取らせて実行することによって、請求項１２から２２のいずれか一つに記載された３次元形状表示方法をコンピュータの利用で実現することができ、これら各３次元形状表示方法と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００５５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように３次元形状表示装置１００の内部は、記憶部１０１と、入力処理部１０２と、態様変更部１０３と、表示倍率算出部１０４と、範囲判定部１０５と、表示処理部１０６と、表示倍率切替部１０７を備え、利用者により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデル上で利用者が注目している部分の座標を含むこととなる表示倍率に変更して、３次元形状モデルを表示する。なお、利用者が注目している部分の位置を示す座標は、変更後も表示する基準となる座標であり、本発明の表示基準座標に相当する。
【００５６】
記憶部１０１は、本発明の表示倍率記憶手段に相当し、表示倍率、及び３次元形状モデルのデータを記憶する。記憶部１０１に記憶された３次元形状モデルは３次元形状表示装置１００で表示するために用いられる。なお、本実施の形態において記憶部１０１で予め保持している表示倍率は’１’とするが、記憶された表示倍率を’１’に制限するものではない。
【００５７】
入力処理部１０２は、利用者との間の対話的手法により行われた入力を処理する。入力処理部１０２が行う対話的手法による入力の例としては、３次元形状モデルの態様の変更、３次元形状モデルを表示する表示倍率の切り替え等とする。他の例として、表示倍率を変更するための表示縮小ダイアログや表示復帰ダイアログをディスプレイ１５０への表示開始あるいは表示終了等を行う。利用者が対話的手段で入力した３次元形状モデルの態様に基づいて、後述する処理により、注目している部分の座標を表示する表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示する。これにより利用者は、注目している部分に基づいて３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。
【００５８】
入力処理部１０２による対話的手法の例は、利用者が３次元形状モデルを移動させる際に回転移動、平行移動或いは回転と同時に平行移動するかを利用者に選択させ、利用者が回転移動を選択した場合、さらにｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の各々に回転させる度数を利用者に入力させる。
【００５９】
表示処理部１０６は、記憶部１０１から入力された３次元形状モデルをディスプレイ１５０に、記憶部１０１が記憶する表示倍率で表示する。さらに後述する態様変更部１０３により３次元形状モデル等の態様の変更される度、表示処理部１０６は３次元形状モデル記憶部１０１が記憶する表示倍率で表示する。これにより後述する表示倍率算出部１０４で表示倍率が算出された場合、表示処理部１０６は算出された表示倍率で縮小して３次元形状モデルを表示することとなる。
【００６０】
また表示処理部１０６は、表示倍率切替部１０７による表示倍率の切り替えが行われる度に、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で拡大あるいは縮小して３次元形状モデルを表示する。表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で３次元形状モデルを表示することで、利用者が所望した表示倍率に拡大あるいは縮小して３次元形状モデルを表示することが可能となる。
【００６１】
さらに表示処理部１０６は、後述する表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を示す矩形の枠を表示する。この表示倍率で縮小する前の表示範囲を示す枠は、変更後の表示範囲の中心から端部までの距離に表示倍率を乗ずることで算出する。この縮小する前の表示範囲を示す枠が、本発明の縮小前表示範囲に相当する。
【００６２】
図２は、３次元形状モデルである対象物がディスプレイ１５０上に表示される態様を模式的に示した図である。Ｅが視点、Ｓが視点の先にある中央点を示す注視点とし、Ｐは投影面であり、この矩形で示された範囲がディスプレイ１５０に表示される表示範囲となる。そして視点Ｅから表示範囲Ｐに投影された対象物Ｇがディスプレイ１５０に表示される。そしてＴは視点Ｅから注視点Ｓを結ぶ直線と対象物Ｇの表面が交差する座標である。本実施の形態では、この座標Ｔを利用者が注目する部分として取り扱う。なぜならばディスプレイ１５０に対象物Ｇが表示される際に、座標Ｔは３次元形状モデルの最初に中央に表示される部分だからである。この注視点Ｓ及び座標Ｔが表示範囲Ｐ上に表示された投影注視点Ｓ’及び座標Ｔ’は最初、表示範囲Ｐ上で重なり合って表示される。そして例えば対象物Ｇを回転させて座標Ｔが座標Ｔ1に移動したときは座標Ｔ1が投影された座標Ｔ1’は表示範囲Ｐ内に含まれないため、表示範囲Ｐを表示範囲Ｐ’に拡大するため、表示倍率を変更する必要がある。なお、表示範囲Ｐを含む平面が、本発明の２次元領域に相当する。
【００６３】
なお、本実施の形態においては、座標Ｔは３次元形状モデルの曲面と直線との交点計算により算出する。３次元形状モデルが球の場合など表面の座標が式として表せる場合は、視点と注視点を結ぶ視点直線を示す式をさらに用いて代数的方法により算出することが可能である。
【００６４】
それ以外の座標Ｔを算出する方法としては、例えば幾何的Newton-Raphson法を適用して干渉点を算出する方法がある。まず、３次元形状モデルの曲面と視点直線との間でラフチェックを行い、干渉する可能性がなければ処理を終了する。次に、３次元形状モデルの曲面をいくつかの三角形で近似する。そして、視点直線と曲面近似している各三角形を含む無限平面との干渉点を求める。この点のパラメータ値が曲面のパラメータ空間から大きくはみ出ていなければ、この点を干渉点の近似点とする。そしてさらに、近似点を精密化して正確な干渉点とする。これにより求められた正確な干渉点を座標Ｔとして扱う。
【００６５】
なお、本実施の形態以外の形態として、利用者が注目する部分を示す座標Ｔを、視点と注視点を結ぶ視点直線と３次元形状モデルの表面の交点から算出する以外の方法で求めても良い。例えば予め記憶部１０１に３次元形状モデルとともに利用者が注目すると考えられる特徴ある部分の座標を座標Ｔとして記憶する等が考えられる。
【００６６】
図１に戻り、態様変更部１０３は、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後に、ディスプレイ１５０に表示される表示範囲を含む平面に３次元形状モデルが投影された位置を算出することで、表示される３次元形状モデルの態様を変更する。また態様変更部１０３は、利用者が注目する部分を示す座標Ｔが表示範囲を含む平面に投影された座標Ｔ’の位置を算出する。
【００６７】
なお態様変更部１０３が可能な３次元形状モデルの態様の変更として、例えば視点あるいは注視点の位置の変更、３次元形状モデルの平行移動あるいは回転移動等や、これらを組み合わせたものが考えられる。
【００６８】
範囲判定部１０５は、態様変更部１０３により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデル上の利用者が注目する部分が表示範囲に含まれているか否か判定する。上述した図２の例では、利用者が注目している部分を示す座標Ｔの移動先である座標Ｔ1が投影された座標Ｔ1’が表示範囲Ｐに含まれているか否か範囲判定部１０５が判定する。範囲判定部１０５により座標Ｔ1’が表示範囲Ｐに含まれている場合は、表示倍率を算出する必要がなくなるため、表示倍率を演算する負荷が軽減する。
【００６９】
表示倍率算出部１０４は、範囲判定部１０５が座標Ｔ1’を表示範囲に含まれていないと判定した場合、座標Ｔ1’が表示される、つまり拡大された表示範囲に座標Ｔ1’が含む表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部１０４は、算出した表示倍率で記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。以下に表示倍率の算出する方法を説明する。
【００７０】
図３は、図２で示した対象物を表示範囲Ｐに投影させた模式断面図である。Ｑ1及びＱ2は表示範囲Ｐの右端、左端であり、視点Ｅから視認できる対象物Ｇの範囲はＶ1からＶ2の間である。ｄは表示範囲Ｐの中心点（後述する表示範囲Ｐの中心を通る中心線上の点）から表示可能な範囲の境目となる境界線までの距離を示したものであり、Ｄは中心点から座標Ｔ1’までの距離を示したものである。そして表示範囲ＰがＤ／ｄ倍になれば座標Ｔ1’が含まれることとなるので、表示倍率はこの逆数、つまりｄ／Ｄとなる。なお、表示倍率がｄ／Ｄでは３次元形状モデルを表示する際、座標Ｔ1’が表示範囲の端に来るため、座標Ｔ1’の周囲を把握するためにある程度マージンを設ける必要がある。マージンは予め定められた縮小率を表示倍率に加える、あるいは算出された表示範囲の端部から所定の距離を加えた範囲を実際に表示する表示範囲として設定する等が考えられるが、最適な値は実測により定めることとする。
【００７１】
図４は、利用者が注目している部分を示す位置が表示範囲を含む平面上に投影された位置と、表示倍率の算出方法の対応関係に関する説明図である。本実施の形態において、利用者が注目する部分が表示範囲Ｐから参照してどの位置に存在するかにより表示倍率の算出方法が異なる。
【００７２】
図４において、利用者が注目する部分が投影された座標Ｔ2’が領域Ａに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの右、左領域に存在する場合、表示範囲Ｐの表示可能な範囲の境目となる左右の境界線と平行で表示範囲Ｐの中心を通る中心線Ｏyから表示範囲Ｐの左端部あるいは右端部までの最短となる直線距離ｄ1と、直線距離ｄ1で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏyから座標Ｔ2’までの最短となる直線距離Ｄ1から得られるｄ1／Ｄ1が表示倍率となる。なお、中心線Ｏyは本発明の表示中心線に相当する。なお、直線距離ｄ1が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ1が本発明の基準距離に相当する。
【００７３】
また、利用者が注目する部分が投影された座標Ｔ3’が領域Ｂに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの上、下領域に存在する場合、表示範囲Ｐの表示可能な範囲の境目となる上下の境界線と平行で表示範囲Ｐの中心を通る中心線Ｏxから表示範囲Ｐの上端部あるいは下端部までの最短となる直線距離ｄ2、直線距離ｄ2で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏxから座標Ｔ3’までの最短となる直線距離Ｄ2から得られるｄ2／Ｄ2が表示倍率となる。なお、中心線Ｏxは本発明の表示中心線に相当する。なお、直線距離ｄ2が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ2が本発明の基準距離に相当する。
【００７４】
また、利用者が注目する部分である座標Ｔ4’が領域Ｃに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの斜方向の領域に存在する場合、中心線Ｏyから表示範囲Ｐの左端部あるいは右端部までの最短となる直線距離ｄ3と、直線距離ｄ3で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏyから座標Ｔ4’までの最短となる直線距離Ｄ3から得られるｄ3／Ｄ3、又は中心線Ｏxから表示範囲Ｐの上端部あるいは下端部までの最短となる直線距離ｄ4と、直線距離ｄ4で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏxから座標Ｔ4’までの最短となる直線距離Ｄ4から得られるｄ4／Ｄ4のうちいずれか値が小さい方、つまり縮小率が大きい方を表示倍率として選択する。なお、直線距離ｄ3、ｄ4が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ3、Ｄ4が本発明の基準距離に相当する。
【００７５】
上述した表示倍率の算出方法は３次元形状モデルの回転移動、平行移動あるいは視点、注視点の移動等のどの様な移動についても用いることが可能である。
【００７６】
次に上述した態様変更部１０３、範囲判定部１０５及び表示倍率算出部１０４の処理によりディスプレイ１５０上に表示される３次元形状モデルの例を示す。まずは３次元形状モデルを回転移動させた場合の例である。
【００７７】
図５は、本実施の形態の３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓr’は注視点Ｓrが表示範囲に投影された座標であり、座標Ｔr’は利用者が注目する部分を示す座標Ｔrが表示範囲に投影された座標である。本図で示すように、座標Ｓr’及び座標Ｔr’は重なり合っている。
【００７８】
図６は、図５で示された状態から３次元形状モデルを少し回転移動させた後にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓr’及び座標Ｔr’は重なり合っていないが、座標Ｔr’はディスプレイ１５０上に表示されているため（つまり表示範囲Ｐ内に含まれているため）、表示倍率は変更されない。
【００７９】
図７は、図６で示された状態から３次元形状モデルをさらに回転移動させ、かつ表示倍率が変更されなかった場合を、ディスプレイ１５０に表示される画面例を示した図である。この状態では、座標Ｔr’は既にディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲内に含まれていないため）、表示倍率を変更する必要がある。なお、図７で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【００８０】
図８は、図７で示された状態から表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。上述した表示倍率算出部１０４により算出された表示倍率で３次元形状モデルが表示されている。本図で示すように、座標Ｔr’を含むように表示倍率を設定することで、利用者が注目している部分が表示されるため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐrは表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。
【００８１】
また、図８で示すように表示倍率変更後の画面では表示復帰ダイアログ８０１が表示される。表示復帰ダイアログ８０１で表示倍率を元に戻す、あるいはダイアログ自体の閉じることを可能とする。つまり表示復帰ボタンをクリックすると、後述する表示倍率切替部１０７による処理が行われた後、表示処理部１０６は元の表示倍率で３次元形状モデルを表示する。また、閉じるボタンをクリックすると、表示処理部１０６は表示復帰ダイアログ自体を非表示とする。
【００８２】
また、本実施の形態では、表示倍率が変更された後、ディスプレイ上に自動的に表示復帰ダイアログを表示するが、例えば利用者からダイアログを表示する旨の操作が行われた場合に限り表示することにしても良い。
【００８３】
以上により３次元形状モデルを回転移動した場合に表示倍率が変更される例を示した。これにより３次元形状モデルが回転移動した後、利用者が注目する部分がディスプレイ１５０上に表示されることとなる。次に３次元形状モデルを平行移動させた場合の例を示す。
【００８４】
図９は、３次元形状モデルを平行移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓm’は注視点Ｓmが表示範囲に投影された座標であり、座標Ｔm’は利用者が注目する部分を示す座標Ｔmが表示範囲に投影された座標である。本図で示すように、座標Ｓm’及び座標Ｔm’は重なり合っている。
【００８５】
図１０は、図９で示された状態から３次元形状モデルを平行移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。この状態では、座標Ｔm’は既にディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲Ｐ内に含まれていないため）、表示倍率を変更する必要がある。なお、図１０で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では平行移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【００８６】
図１１は、図１０で示された状態から、表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。上述した表示倍率算出部１０４により算出された表示倍率で３次元形状モデルが表示されている。本図で示すように、利用者が注目している部分を示す座標Ｔm’が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐmは表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。図８と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ１１０１が表示される。
【００８７】
また、視点あるいは注視点の移動等が行われた場合でも上述した処理を行うことで、利用者が注目している部分が表示されることとなる。例えば視点を回転させて移動させた場合は、３次元形状モデルを回転したときと同様の態様で３次元形状モデルが表示されることとなるため、図５〜図８で示した手順と同様の処理を行えば利用者が注目する部分を表示することが可能となる。つまり視点あるいは注視点の位置を変更することは、３次元形状モデルと視点の間の距離及び表示される角度が変更されることとなり、これは３次元形状モデルの平行移動及び回転移動を組み合わせと同様となるため、上述した処理の組み合わせで表示倍率の算出が可能となるので、これらの説明を省略する。
【００８８】
図１に戻り、表示倍率切替部１０７は、表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率で縮小されて３次元形状モデルが表示された後、さらに入力処理部１０２で利用者から受け付けられた操作により、記憶部１０１で記憶されていた表示倍率の逆数を、新たな表示倍率として切り替える。これにより表示処理部１０６は、縮小して表示する前の表示範囲に表示倍率を拡大して表示することが可能となる。また、表示倍率切替部１０７は、上述した処理により表示倍率に切り替えが行われた後、利用者から受け付けられた操作により、上述した処理により切り替えられた表示倍率の逆数を、さらに新たな表示倍率として切り替える。これにより表示処理部１０６が再び利用者が注目している部分を含むように表示倍率を縮小して表示することを可能とする。
【００８９】
表示倍率の切り替えは図８で示した例を用いると、利用者が表示復帰ダイアログ８０１で表示復帰ボタンを選択してクリックされた場合に、表示倍率切替部１０７が記憶部１０１に記憶されていた表示倍率の逆数を、次に表示する表示倍率と設定して、表示処理部１０６により表示する処理が行われる。この次に表示する表示倍率が、本発明の復帰表示倍率に相当する。
【００９０】
図１２は、図８で示した画面から利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、ディスプレイ１５０に表示された画面図である。利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、入力処理部１０２を介して元の表示倍率に切り替える旨が表示倍率切替部１０７に入力される。そして表示倍率切替部１０７は、記憶部１０１に記憶されている表示倍率の逆数を、表示倍率として設定し、表示処理部１０６が設定された表示倍率で３次元形状モデルを表示する。これにより利用者が元の表示倍率で３次元形状モデルが表示されることとなり、実際の３次元形状モデルのサイズあるいは細部の構造を把握することが可能となる。
【００９１】
また図１２で示すように表示処理部１０６が元の表示倍率で３次元形状モデルを表示する際、表示縮小ダイアログ１２０１を表示する。利用者が表示縮小ダイアログ１２０１の表示縮小ボタンをクリックすると、表示倍率切替部１０７は記憶部１０１に記憶されている表示倍率を設定して、表示処理部１０６が設定された表示倍率で３次元形状モデルを表示する。この処理により３次元形状モデルが利用者の注目する部分を含むように表示される。
【００９２】
表示倍率切替部１０７を備えることで、利用者が表示倍率の切り替えることで、元の表示範囲及び利用者が注目する部分を含む表示範囲の切り替えが可能となり、３次元形状表示装置の操作性が向上する。
【００９３】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における利用者による３次元形状モデルの操作の入力処理から３次元形状モデルの表示までの処理について説明する。図１３は、本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００９４】
入力処理部１０２は、利用者により３次元形状モデルの回転移動等が行われた旨を入力する処理を行い、態様変更部１０３に出力する（ステップＳ１３０１）。次に態様変更部１０３は、入力処理部１０２からの入力により、回転移動等がなされた３次元形状モデルの表示範囲を含む平面に投影された態様を算出する（ステップＳ１３０２）。そして、態様変更部１０３は、利用者が注目する部分を示す座標Ｔが表示範囲を含む平面に投影された座標Ｔ’の位置を算出する（ステップＳ１３０３）。
【００９５】
そして範囲判定部１０５は、態様変更部１０３で算出された座標Ｔ’の位置がディスプレイ上に表示される表示範囲内に含まれているか否か判定する（ステップＳ１３０４）。
【００９６】
範囲判定部１０５により表示範囲内に含まれていると判定された場合（ステップＳ１３０４：Ｙｅｓ）、表示処理部１０６は、態様変更部１０３で算出された３次元形状モデルの態様で、表示倍率を変更せずに表示する（ステップＳ１３０５）。なお、表示の際に、表示倍率は記憶部１０１に記憶されていた表示倍率をそのまま用いる。
【００９７】
範囲判定部１０５により表示範囲内に含まれていないと判定された場合（ステップＳ１３０４：Ｎｏ）、表示倍率算出部１０４は、座標Ｔ’が表示範囲内に含むことを可能とする表示倍率を算出する（ステップＳ１３０６）。そして表示倍率算出部１０４は、算出された表示倍率で記憶部１０１に記憶された表示倍率を更新する（ステップＳ１３０７）。
【００９８】
そして表示処理部１０６は、態様変更部１０３で算出された３次元形状モデルの態様を、記憶部１０１に記憶された表示倍率に縮小して表示する（ステップＳ１３０８）。また表示処理部１０６は、表倍率変更前の表示範囲を示す枠及び表示復帰ダイアログを表示する（ステップＳ１３０９）。
【００９９】
上述した処理手順により回転移動との３次元形状モデルの態様の変更があった場合、表示倍率を変更して３次元形状モデルを表示することが可能となる。また、入力処理部で処理される操作を回転移動に制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動等の場合に上述した処理を行うことも可能である。なお、上述した処理手順は、３次元形状モデルの態様が変更されてから表示倍率を変更して表示するまでの手順の一例を示したもので、上述した処理手順に制限するものではない。
【０１００】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００において３元形状モデルが表示されてから表示倍率を切り替えるダイアログが閉じられるまでのダイアログに関する処理を説明する。図１４は、本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。まずは３次元形状モデルの注目する部分の位置座標を含むために表示倍率が変更された状態で、ディスプレイ１５０に３次元形状モデルが表示されていることとする。
【０１０１】
そして表示処理部１０６は、表示復帰ダイアログを表示する（ステップＳ１４０１）。表示復帰ダイアログは、図８で示したように、表示復帰ボタンと閉じるボタンが表示されている。
【０１０２】
次に入力処理部１０２は、表示復帰ダイアログの表示復帰ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたか、入力する処理を行う（ステップＳ１４０２）。
【０１０３】
入力処理部１０２は表示復帰ボタンがクリックされたことを入力処理した場合（ステップＳ１４０２：表示復帰）、表示倍率切替部１０７が記憶部１０１に記憶されている表示倍率の逆数を、新たに表示倍率として切り替える（ステップＳ１４０３）。
【０１０４】
そして表示処理部１０６が、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率に拡大して、３次元形状モデルを表示する（ステップＳ１４０４）。そして表示処理部１０６は、ダイアログを表示縮小ダイアログに更新する（ステップＳ１４０５）。
【０１０５】
そして入力処理部１０２は、表示縮小ダイアログの表示縮小ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたか、入力する処理を行う（ステップＳ１４０６）。
【０１０６】
入力処理部１０２は表示縮小ボタンがクリックされた旨を入力処理した場合（ステップＳ１４０６：表示縮小）、表示倍率切替部１０７は、記憶部１０１に記憶されている表示倍率を、新たに表示倍率として切り替える（ステップＳ１４０７）。
【０１０７】
そして表示処理部１０６が、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で縮小して、３次元形状モデルを表示する（ステップＳ１４０８）。そして表示処理部１０６は、ダイアログを表示復帰ダイアログに更新する（ステップＳ１４０９）。そして再度、入力処理部１０２による、表示復帰ダイアログの表示復帰ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたかを、入力する処理から開始される（ステップＳ１４０２）。
【０１０８】
入力処理部１０２は閉じるボタンがクリックされたことを入力処理した場合（ステップＳ１４０２：閉じる、ステップＳ１４０６：閉じる）、表示縮小ダイアログあるいは表示復帰ダイアログにかかわらずダイアログを非表示として、終了する（ステップＳ１４１０）。
【０１０９】
なお、上述した処理手順は、表示されたダイアログによる表示倍率の切り替えの手順の一例を示したもので、上述した処理手順に制限するものではない。
【０１１０】
図１５は、３次元形状表示装置１００の機能を実現するためのプログラムを実行したＰＣのハードウェア構成を示した図である。本実施の形態の３次元形状表示装置１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１５０１などの制御装置と、メモリ１５０４などの記憶装置と、ＨＤＤ１５０４（Hard Disk Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイ１５０５などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置１５０３を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【０１１１】
本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【０１１２】
また、本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０１１３】
また、本実施形態の３次元形状表示プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【０１１４】
本実施の形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムは、上述した各部（入力処理部、態様変更部、範囲判定部、表示倍率算出部、表示処理部、表示倍率切替部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１５０１が上記記憶媒体から３次元形状表示プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、入力処理部、態様変更部、範囲判定部、表示倍率算出部、表示処理部、表示倍率切替部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０１１５】
また本実施の形態は、中心線から表示範囲の端までの距離と中心線から注目する部分を示す位置座標の比に基づいて表示倍率を算出する方法に制限するものではなく、例えば注視点が投影された位置から表示範囲の端までの距離及び注視点が投影された位置から注目する部分を示す位置までの距離の比に基づいて算出する方法を用いても良い。
【０１１６】
また３次元形状表示装置１００で表示される３次元形状モデルは、記憶部１０１に記憶された３次元形状モデルに限るものではなく、例えばネットワークを介して他の装置から取得した３次元形状モデルを表示しても良い。
【０１１７】
３次元形状表示装置１００は、注目する部分を示す座標が表示範囲内に表示されることで、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが可能となる。
【０１１８】
また注目する部分となる、所定の座標が投影された位置と表示範囲に基づいて表示倍率を算出するため、注目する部分がちょうど含まれるような表示倍率が算出されるととなり、表示倍率の縮小率が大きすぎることもない、注目する部分を含むために必要十分な表示倍率が設定されることになるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。また最適な表示倍率が設定されることで、３次元形状モデルの形状を認識しつつ、３次元形状モデルの細部まで把握することが可能となる。
【０１１９】
また、所定の座標のみに基づいて表示倍率を算出するため、３次元形状モデルを表示する表示倍率を算出する演算量が少なくなり、３次元形状表示装置１００への負担の低減あるいは表示速度を向上させることが可能となる。
【０１２０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、注目する部分を示す座標が含まれているか否かにより表示倍率を設定していた。この座標が含まれるように表示倍率を設定する処理手順を、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標に適用することで、３次元形状モデルが表示範囲内に含まれるように表示することが可能となる。本実施の形態は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標が表示範囲内に含むこととなる表示倍率を設定する実施の形態とする。
【０１２１】
図１６は、本発明の第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００の構成を示すブロック図である。上述した第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００とは、態様変更部１０３、表示倍率算出部１０４、範囲判定部１０５とは処理が異なる態様変更部１６０１、表示倍率算出部１６０２、範囲判定部１６０３に変更された構成を有している点で異なる。以下の説明では、上述した実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０１２２】
態様変更部１６０１は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様に、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後の３次元形状モデルがディスプレイ１５０の表示範囲を含む平面に投影された際の態様を算出することで、３次元形状モデルの態様を変更する。また、態様変更部１６０１は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が表示範囲を含む平面に投影された各投影頂点の座標を算出する。なお、態様変更部１６０１における他の処理は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様とする。
【０１２３】
範囲判定部１６０３は、上述した態様変更部１６０１により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が全てディスプレイ１５０の表示範囲に含まれているか否か判定する。各頂点が表示範囲に含まれているか否かを算出する方法は、第１の実施の形態の範囲判定部１０５と同様の算出方法を用いる。
【０１２４】
そして範囲判定部１６０３が、全ての頂点が表示範囲に含まれていると判定した場合、後述する表示倍率算出部１６０２で表示倍率を算出する必要なく、表示処理部１０６は、態様変更部１６０１により変更された態様で３次元形状モデルを表示する。
【０１２５】
表示倍率算出部１６０２は、範囲判定部１６０３が表示範囲に含まれていない頂点があると判定した場合、頂点毎に表示範囲に含まれることになる表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部１６０２は、算出された各々の表示倍率のうち、最も値が小さいもの、つまり縮小率が最も大きいものを表示倍率として選択し、この選択された表示倍率で記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。なお、頂点毎に行われる表示倍率の算出する方法は第１の実施の形態の表示倍率算出部１０４と同様とする。
【０１２６】
次に、３次元形状モデルを回転移動した結果、態様変更部１６０１、範囲判定部１６０３及び表示倍率算出部１６０２の処理により変更される、３次元形状モデルの態様の一例を示す。
【０１２７】
図１７は、３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。本図で示した画面において、３次元形状モデルの多面体データの各頂点は全て表示範囲に含まれている。また、座標Ｓr2’は注視点Ｓr2が表示範囲に投影された座標を示す。なお、本図、後述する図１８及び図１９において各頂点を黒丸で示したが、これは説明を容易にするために示したものであり、実際にディスプレイ１５０に表示する際に３次元形状モデルの多面体データの各頂点を黒丸で示す必要はない。
【０１２８】
図１８は、図１７で示された状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。本図で示した状態では、すでにいくつかの頂点がディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲内に含まれていないため）、表示倍率算出部１６０２により表示倍率を変更する必要がある。なお、図１８で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【０１２９】
図１９は、図１８で示された状態から表示倍率算出部１６０２で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。本図で示すように、３次元形状モデル全体が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐr2は表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。また第１の実施の形態と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ１９０１が表示される。
【０１３０】
また、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００で行われる処理手順は、利用者が注目する部分の位置座標に基づいて表示倍率を算出していた点から３次元形状モデルの多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに変更された点を除けば第１の実施の形態で示した処理手順と同様であるため説明を省略する。
【０１３１】
なお、本実施の形態は、３次元形状モデル上の多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに制限するものではなく、例えば３次元形状モデルの表面全体から表示する基準とする任意の座標を選択し、座標毎に表示可能になる表示倍率を算出し、算出された表示倍率で最も小さい値を実際に用いる表示倍率と設定する等が考えられる。
【０１３２】
なお、本実施の形態で示した３次元形状モデルの回転移動の場合の表示倍率の変更のみに制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動などについても同様の処理を用いることで表示倍率の変更が可能である。
【０１３３】
本実施の形態においては、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が表示範囲内に含まれるように表示倍率を変更したため、３次元形状モデル全体が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状全体を認識することが容易となる。また、本実施の形態で算出される表示倍率は３次元形状モデルの全体を表示する必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。
【０１３４】
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標が表示範囲内に含まれるように表示倍率を設定していた。しかしながら多面体データの全ての頂点毎に含まれるか否か及び表示倍率を算出すると処理に膨大な負荷がかかることもある。そこで本実施の形態は、３次元形状モデルにバウンディングボックスを用い、バウンディングボックスの各頂点の座標が表示範囲内に含まれるように表示倍率を設定する実施の形態とする。なお、バウンディングボックスとは３次元形状モデルと外接する最小の箱のみの形状をいい、本発明の３次元形状モデルを簡略化した形状に相当する。
【０１３５】
図２０は、本発明の第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置２０００の構成を示すブロック図である。上述した第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００とは、態様変更部１６０１、表示倍率算出部１６０２、範囲判定部１６０３とは処理が異なる態様変更部２００１、表示倍率算出部２００２、範囲判定部２００３に変更された構成を有している点で異なる。以下の説明では、上述した実施の形態２と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０１３６】
態様変更部２００１は、第２の実施の形態の態様変更部１６０１と同様に、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後の３次元形状モデルがディスプレイ１５０の表示範囲を含む平面に投影された際の態様を算出することで、３次元形状モデルの態様を変更する。また、態様変更部２００１は、３次元形状モデルについてのバウンディングボックスの各頂点が表示範囲を含む平面に投影された各投影頂点の位置を算出する。なお、態様変更部１６０１における他の処理は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様とする。
【０１３７】
範囲判定部２００３は、上述した態様変更部２００１により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルについてのバウンディングボックスの各頂点が全てディスプレイ１５０の表示範囲に含まれているか否か判定する。各頂点が表示範囲に含まれているか否かを算出する方法は、第１の実施の形態の範囲判定部１０５と同様の算出方法を用いる。
【０１３８】
そして範囲判定部２００３が、全ての頂点が表示範囲に含まれていると判定した場合、後述する表示倍率算出部２００２で表示倍率を算出する必要なく、表示処理部１０６は、態様変更部１６０１により変更された態様で３次元形状モデルを表示する。また範囲判定部１６０３が、各頂点のうち１つでも表示範囲内に含まれていないと判定した場合、後述する表示倍率算出部１６０２で表示倍率を算出する。
【０１３９】
表示倍率算出部２００２は、範囲判定部２００３が表示範囲に含まれていない頂点があると判定した場合、表示範囲に含まれていない頂点毎に表示範囲に含まれることになる表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部２００２は、算出された各々の表示倍率のうち、最も値が小さいもの、つまり縮小率が最も大きいものを表示倍率として選択し、この選択された表示倍率により記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。なお、表示倍率の算出する方法は第１の実施の形態の表示倍率算出部１０４と同様とする。
【０１４０】
次に、３次元形状モデルを回転移動した結果、態様変更部２００１、範囲判定部２００３及び表示倍率算出部２００２の処理により変更される、３次元形状モデルの態様の一例を示す。
【０１４１】
図２１は、３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。本図で示した画面において、３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点は全て表示範囲に含まれている。また、座標Ｓr3’は注視点Ｓr3が表示範囲に投影された座標を示す。なお、本図、後述する図２２及び図２３においてバウンディングボックスの各頂点を黒丸で示したが、これは説明を容易にするために示したものであり、実際にディスプレイ１５０に表示する際に３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点を黒丸で示す必要はない。また３次元形状モデルのバウンディングボックスを表示する必要もなく、３次元形状表示装置２０００の内部処理として用いれば足りる。
【０１４２】
図２２は、図２１で示された状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率は変更されなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。本図で示した状態では、すでに３次元形状モデルのバウンディングボックスのいくつかの頂点がディスプレイ１５０上の表示範囲外にあるため、表示倍率算出部２００２により表示倍率を変更する必要がある。なお、図２２で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【０１４３】
図２３は、図２２で示された状態から表示倍率算出部２００２で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。本図で示すように、３次元形状モデル全体が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐr3は表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。また第１の実施の形態と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ２３０１が表示される。
【０１４４】
また、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置２０００で行われる処理手順は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出する点から３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに変更された点を除けば第２の実施の形態で示した処理手順と同様であるため説明を省略する。
【０１４５】
なお、本実施の形態で示した３次元形状モデルの回転移動の場合の表示倍率の変更のみに制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動などについても同様の処理を用いることで表示倍率の変更が可能である。
【０１４６】
本実施の形態においては、３次元形状モデルが表示範囲内に含まれるため、利用者は３次元形状モデルの形状全体を認識することが容易となる。また、本実施の形態で算出される表示倍率は３次元形状モデルの全体を表示する必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、バウンディングボックスの各頂点に基づいて算出を行うため、算出対象となる頂点が減少することで、表示範囲に含まれているか否かあるいは表示倍率を算出する負荷が低減することとなる。
【０１４８】
（変形例）
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形が可能である。
【０１４９】
上述した実施の形態では、３次元形状モデルの態様を変更させる際に、対話的手法を用いて変更することとしたが、これに制限するものではない。例えば、ポインティングデバイス等の操作により３次元形状モデル自体をスクロールあるいは回転移動して動画のように予め定められた時間毎に態様を更新して表示することとしても良い。この場合、３次元形状モデルを描画する毎に利用者が注目する部分を示す座標Ｔtの投影された座標Ｔt’が最初の表示範囲Ｐtに含まれるか否か判定し、含まれないと判定された場合は表示倍率を算出し、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルをディスプレイ１５０に描画する。
【０１５０】
これにより３次元形状モデルが動画のようにスクロールあるいは回転移動する際でも、利用者が表示する部分が常に表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルも形状を容易に把握することが可能となる。
【０１５１】
また注目する部分が表示範囲に含まれるか否かに限らず、３次元形状モデルの他面データの頂点あるいは３次元形状モデルのバウンディングボックスの頂点が表示範囲に含まれるように描画する毎に、表示倍率を算出することとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上のように、本発明にかかる３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムは、３次元形状モデルを表示する際の表示倍率を設定する際に有用であり、特に、３次元形状モデルにおいて利用者が注目する部分を含む表示倍率の設定に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元形状モデルである対象物がディスプレイ上に表示される態様を模式的に示した図である。
【図３】３次元形状モデルである対象物をディスプレイ上の表示範囲に投影させた模式断面図である。
【図４】利用者が注目している部分を示す位置が表示範囲を含む平面上に投影された位置と、表示倍率の算出方法の対応関係に関する説明図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを小さく回転移動させた後にディスプレイに表示された画面図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを大きく回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面例を示した図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを大きく回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図９】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを平行移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図１０】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを平行移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面例を示した図である。
【図１１】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを平行移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ上に３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図１２】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルの回転移動させた後に表示された画面から利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、ディスプレイに表示された画面図である。
【図１３】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置における利用者による３次元形状モデルの操作の入力処理から３次元形状モデルの表示までの処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置における３元形状モデルが表示されてから表示倍率を切り替えるダイアログが閉じられるまでの処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の機能を実現するためのプログラムを実行したＰＣのハードウェア構成を示した図である。
【図１６】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図１８】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面の例を示した図である。
【図１９】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図２０】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図２２】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面の例を示した図である。
【図２３】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１６００、２０００ ３次元形状表示装置
１０１ 記憶部
１０２ 入力処理部
１０３、１６０１、２００１ 態様変更部
１０４、１６０２、２００２ 表示倍率算出部
１０５、１６０３、２００３ 範囲判定部
１０６ 表示処理部
１０７ 表示倍率切替部
１５０ ディスプレイ
８０１ 表示復帰ダイアログ
１１０１、１９０１、２３０１ 表示復帰ダイアログ
１２０１ 表示縮小ダイアログ
１５０１ ＣＰＵ
１５０２ ＨＤＤ
１５０３ 入力装置
１５０４ メモリ
１５０５ ディスプレイ
１５０６ バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムに関するものであり、特に、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様の変更に基づいて表示倍率を変更する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元ＣＡＤ等において３次元形状モデルを表示された際に、視点の移動等により３次元形状モデルの態様が変更されることで、利用者が注目していた部分が表示範囲外になる場合、利用者は３次元形状モデルの形状を把握することが困難となっていた。このため利用者は３次元形状モデルを把握するために表示倍率を縮小する必要があり、手間を要することとなる。また利用者はどの程度表示倍率を縮小させれば利用者が注目していた部分が参照できるのか判断できないことも多かった。さらに利用者が表示倍率を設定し、設定された表示倍率に縮小して３次元形状モデルが表示された際、３次元形状モデルの注目していた部分を表示された場合であっても利用者が想像していた以上に３次元形状モデルが縮小して表示されることとなり３次元形状の細部の把握が困難になるなど、最適な表示倍率を設定するのが困難であった。
【０００３】
２次元の表示においては、利用者が画像内で注目していた部分が表示画面の範囲外とならないように表示倍率を変更する技術が開示されている（例えば特許文献１）。本技術は、利用者が画像の表示部分をスクロールさせると、このスクロールの移動量に基づいて表示倍率を変更することで、利用者が注目していた部分が常に表示画面の範囲内となることを可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９５３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した技術は２次元の表示には有効であるが、３次元の表示にそのまま適用することは出来ない。なぜならば２次元の画像ではｘｙ軸の移動のみ考慮すれば良く、各々の軸による移動量に基づいて表示倍率を変更するだけで注目していた部分は常に表示画面の範囲内となる。しかしながら３次元形状の表示の場合、ｘｙ軸のみ成らず、ｚ軸をも考慮し、また２次元の表示には存在しない回転移動等も考慮する必要があるため、３次元形状モデルが２次元領域に投影された表示範囲において３次元形状モデル等の移動量に基づいて表示倍率を変更させても利用者の注目していた部分が表示画面の範囲内になるとは限らないという問題がある。また、上述した技術により移動量に基づいて表示倍率を変更した際に、仮に利用者の注目していた部分が表示画面に表示された場合でも、３次元領域特有の移動を考慮できないため最適な表示倍率が設定されるとは限らないという問題がある。
【０００６】
例えば３次元形状の回転移動では上述した技術である移動量に従って表示倍率を変更させても、最適な表示倍率の設定とは成らない。つまり回転移動により、注目していた部分が１回転して元の位置に戻ってきた時は元の表示倍率とは異なることとなるためである。３次元領域に存在する３次元形状モデルの移動では、この２次元領域にはない回転移動を、ｘｙ軸にさらにｚ軸を加えた領域による移動と組み合わせて考慮する必要があり、上述した技術では３次元領域の移動で最適な表示倍率が設定するのは困難となる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、３次元形状モデル上において基準となる座標が表示範囲内に含まれ、かつ３次元形状モデルを表示する最適な表示倍率を設定することを可能とする３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更手段と、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出手段と、前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記態様変更手段は、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明において、前記態様変更手段は、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つにかかる発明において、前記表示処理手段は、さらに前記表示倍率算出手段において算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜５のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段で算出された前記表示倍率を記憶する表示倍率記憶手段と、前記表示倍率記憶手段に記憶された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替手段と、をさらに備え、前記表示処理手段は、前記表示倍率切替手段により切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項１〜９のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更手段は、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、前記表示処理手段は、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項１〜１０のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更手段は、利用者との間の対話的手段により前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２にかかる発明は、表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更ステップと、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が該表示範囲に含まれる表示倍率を算出する表示倍率算出ステップと、前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１３にかかる発明は、請求項１２にかかる発明において、前記態様変更ステップは、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１１または１２にかかる発明において、前記態様変更ステップは、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１２〜１４のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１６にかかる発明は、請求項１２〜１５のいずれか一つにかかる発明において、前記表示処理ステップは、さらに前記表示倍率算出ステップにおいて算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１７にかかる発明は、請求項１２〜１６のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップで算出された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替ステップと、をさらに備え、前記表示処理ステップは、前記表示倍率切替ステップにより切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１８にかかる発明は、請求項１２〜１７のいずれか一つにかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１９にかかる発明は、請求項１８にかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２０にかかる発明は、請求項１８にかかる発明において、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２１にかかる発明は、請求項１２〜２０のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更ステップは、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、前記表示処理ステップは、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２２にかかる発明は、請求項１２〜２１のいずれか一つにかかる発明において、前記表示形態変更ステップは、利用者との間の対話的ステップにより前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２３にかかる発明は、請求項１２〜２２のいずれか１つに記載された方法をコンピュータで実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１にかかる発明によれば、表示基準座標が表示される表示倍率を算出して、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルを表示することで、利用者が注目する部分が表示装置に表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。また、表示基準座標を２次元領域上に投影した投影基準座標と、２次元領域の表示範囲に基づいて、表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００３２】
また、請求項２にかかる発明によれば、視点座標あるいは注視点座標を変更とすることで、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３３】
また、請求項３にかかる発明によれば、３次元形状モデルを平行移動あるいは回転移動させて、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３４】
また、請求項４にかかる発明によれば、投影基準座標から表示範囲の中心線までの最短距離を示す基準距離と、２次元領域上の表示範囲の境界線から表示中心線までの表示距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００３５】
また、請求項５にかかる発明によれば、算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を表示することで、利用者は表示倍率の設定前の表示範囲を視認することで、表示倍率の変更率を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００３６】
また、請求項６にかかる発明によれば、表示倍率記憶手段に記憶された表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替えることで、表示基準座標が表示範囲に含まれる前の表示倍率で拡大して３次元形状モデルを表示することで３次元形状モデルの細部の構造を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００３７】
また、請求項７にかかる発明によれば、複数の表示基準座標が表示される表示倍率を算出することで、利用者が注目する複数の部分が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３８】
また、請求項８にかかる発明によれば、３次元形状モデルの多面体データの頂点が表示される表示倍率を設定することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００３９】
また、請求項９にかかる発明によれば、３次元形状モデルを簡略化した形状の頂点が表示される表示倍率を設定することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４０】
また、請求項１０にかかる発明によれば、予め定められた時間毎に３次元形状モデルの態様が変更される場合でも表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率に縮小して３次元形状モデルを前記表示装置に表示することで、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００４１】
また、請求項１１にかかる発明によれば、利用者との間の対話的手段により３次元形状モデルの態様を変更することで、利用者が対話的手段で受け付けられた３次元形状モデルの態様で表示される場合でも、表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示するため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００４２】
請求項１２にかかる発明によれば、表示基準座標が表示される表示倍率を算出して、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルを表示することで、利用者が注目する部分が表示装置に表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。また、表示基準座標を２次元領域上に投影した投影基準座標と、２次元領域の表示範囲に基づいて、表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００４３】
また、請求項１３にかかる発明によれば、視点座標あるいは注視点座標を変更とすることで、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４４】
また、請求項１４にかかる発明によれば、３次元形状モデルを平行移動あるいは回転移動させて、表示装置上に表示される３次元形状モデルの態様が変更される場合であっても、表示基準座標が表示範囲内に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４５】
また、請求項１５にかかる発明によれば、投影基準座標から表示範囲の中心線までの最短距離を示す基準距離と、２次元領域上の表示範囲の境界線から表示中心線までの表示距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することで、算出された表示倍率は利用者が注目する部分を含む必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されるという効果を奏する。
【００４６】
また、請求項１６にかかる発明によれば、算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を表示することで、利用者は表示倍率の設定前の表示範囲を視認することで、表示倍率の変更率を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００４７】
また、請求項１７にかかる発明によれば、表示倍率記憶手段に記憶された表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替えることで、表示基準座標が表示範囲に含まれる前の表示倍率で拡大して３次元形状モデルを表示することで３次元形状モデルの細部の構造を把握することが可能となるという効果を奏する。
【００４８】
また、請求項１８にかかる発明によれば、複数の表示基準座標が表示される表示倍率を算出することで、利用者が注目する複数の部分が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００４９】
また、請求項１９にかかる発明によれば、３次元形状モデルの多面体データの頂点が表示される表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００５０】
また、請求項２０にかかる発明によれば、３次元形状モデルを簡略化した形状の頂点が表示される表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示することで、３次元形状モデル全体が表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが容易となるという効果を奏する。
【００５１】
また、請求項２１にかかる発明によれば、予め定められた時間毎に３次元形状モデルの態様が変更される場合でも表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率に縮小して３次元形状モデルを前記表示装置に表示することで、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００５２】
また、請求項２２にかかる発明によれば、利用者との間の対話的手段により３次元形状モデルの態様を変更することで、利用者が対話的手段で受け付けられた３次元形状モデルの態様で表示される場合でも、表示基準座標を表示範囲に含む表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示するため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となるという効果を奏する。
【００５３】
また、請求項２３にかかる発明によれば、コンピュータに読み取らせて実行することによって、請求項１２から２２のいずれか一つに記載された３次元形状表示方法をコンピュータの利用で実現することができ、これら各３次元形状表示方法と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００５５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように３次元形状表示装置１００の内部は、記憶部１０１と、入力処理部１０２と、態様変更部１０３と、表示倍率算出部１０４と、範囲判定部１０５と、表示処理部１０６と、表示倍率切替部１０７を備え、利用者により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデル上で利用者が注目している部分の座標を含むこととなる表示倍率に変更して、３次元形状モデルを表示する。なお、利用者が注目している部分の位置を示す座標は、変更後も表示する基準となる座標であり、本発明の表示基準座標に相当する。
【００５６】
記憶部１０１は、本発明の表示倍率記憶手段に相当し、表示倍率、及び３次元形状モデルのデータを記憶する。記憶部１０１に記憶された３次元形状モデルは３次元形状表示装置１００で表示するために用いられる。なお、本実施の形態において記憶部１０１で予め保持している表示倍率は’１’とするが、記憶された表示倍率を’１’に制限するものではない。
【００５７】
入力処理部１０２は、利用者との間の対話的手法により行われた入力を処理する。入力処理部１０２が行う対話的手法による入力の例としては、３次元形状モデルの態様の変更、３次元形状モデルを表示する表示倍率の切り替え等とする。他の例として、表示倍率を変更するための表示縮小ダイアログや表示復帰ダイアログをディスプレイ１５０への表示開始あるいは表示終了等を行う。利用者が対話的手段で入力した３次元形状モデルの態様に基づいて、後述する処理により、注目している部分の座標を表示する表示倍率を設定して３次元形状モデルを表示する。これにより利用者は、注目している部分に基づいて３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。
【００５８】
入力処理部１０２による対話的手法の例は、利用者が３次元形状モデルを移動させる際に回転移動、平行移動或いは回転と同時に平行移動するかを利用者に選択させ、利用者が回転移動を選択した場合、さらにｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の各々に回転させる度数を利用者に入力させる。
【００５９】
表示処理部１０６は、記憶部１０１から入力された３次元形状モデルをディスプレイ１５０に、記憶部１０１が記憶する表示倍率で表示する。さらに後述する態様変更部１０３により３次元形状モデル等の態様の変更される度、表示処理部１０６は３次元形状モデル記憶部１０１が記憶する表示倍率で表示する。これにより後述する表示倍率算出部１０４で表示倍率が算出された場合、表示処理部１０６は算出された表示倍率で縮小して３次元形状モデルを表示することとなる。
【００６０】
また表示処理部１０６は、表示倍率切替部１０７による表示倍率の切り替えが行われる度に、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で拡大あるいは縮小して３次元形状モデルを表示する。表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で３次元形状モデルを表示することで、利用者が所望した表示倍率に拡大あるいは縮小して３次元形状モデルを表示することが可能となる。
【００６１】
さらに表示処理部１０６は、後述する表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率で縮小して表示する以前の表示範囲を示す矩形の枠を表示する。この表示倍率で縮小する前の表示範囲を示す枠は、変更後の表示範囲の中心から端部までの距離に表示倍率を乗ずることで算出する。この縮小する前の表示範囲を示す枠が、本発明の縮小前表示範囲に相当する。
【００６２】
図２は、３次元形状モデルである対象物がディスプレイ１５０上に表示される態様を模式的に示した図である。Ｅが視点、Ｓが視点の先にある中央点を示す注視点とし、Ｐは投影面であり、この矩形で示された範囲がディスプレイ１５０に表示される表示範囲となる。そして視点Ｅから表示範囲Ｐに投影された対象物Ｇがディスプレイ１５０に表示される。そしてＴは視点Ｅから注視点Ｓを結ぶ直線と対象物Ｇの表面が交差する座標である。本実施の形態では、この座標Ｔを利用者が注目する部分として取り扱う。なぜならばディスプレイ１５０に対象物Ｇが表示される際に、座標Ｔは３次元形状モデルの最初に中央に表示される部分だからである。この注視点Ｓ及び座標Ｔが表示範囲Ｐ上に表示された投影注視点Ｓ’及び座標Ｔ’は最初、表示範囲Ｐ上で重なり合って表示される。そして例えば対象物Ｇを回転させて座標Ｔが座標Ｔ1に移動したときは座標Ｔ1が投影された座標Ｔ1’は表示範囲Ｐ内に含まれないため、表示範囲Ｐを表示範囲Ｐ’に拡大するため、表示倍率を変更する必要がある。なお、表示範囲Ｐを含む平面が、本発明の２次元領域に相当する。
【００６３】
なお、本実施の形態においては、座標Ｔは３次元形状モデルの曲面と直線との交点計算により算出する。３次元形状モデルが球の場合など表面の座標が式として表せる場合は、視点と注視点を結ぶ視点直線を示す式をさらに用いて代数的方法により算出することが可能である。
【００６４】
それ以外の座標Ｔを算出する方法としては、例えば幾何的Newton-Raphson法を適用して干渉点を算出する方法がある。まず、３次元形状モデルの曲面と視点直線との間でラフチェックを行い、干渉する可能性がなければ処理を終了する。次に、３次元形状モデルの曲面をいくつかの三角形で近似する。そして、視点直線と曲面近似している各三角形を含む無限平面との干渉点を求める。この点のパラメータ値が曲面のパラメータ空間から大きくはみ出ていなければ、この点を干渉点の近似点とする。そしてさらに、近似点を精密化して正確な干渉点とする。これにより求められた正確な干渉点を座標Ｔとして扱う。
【００６５】
なお、本実施の形態以外の形態として、利用者が注目する部分を示す座標Ｔを、視点と注視点を結ぶ視点直線と３次元形状モデルの表面の交点から算出する以外の方法で求めても良い。例えば予め記憶部１０１に３次元形状モデルとともに利用者が注目すると考えられる特徴ある部分の座標を座標Ｔとして記憶する等が考えられる。
【００６６】
図１に戻り、態様変更部１０３は、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後に、ディスプレイ１５０に表示される表示範囲を含む平面に３次元形状モデルが投影された位置を算出することで、表示される３次元形状モデルの態様を変更する。また態様変更部１０３は、利用者が注目する部分を示す座標Ｔが表示範囲を含む平面に投影された座標Ｔ’の位置を算出する。
【００６７】
なお態様変更部１０３が可能な３次元形状モデルの態様の変更として、例えば視点あるいは注視点の位置の変更、３次元形状モデルの平行移動あるいは回転移動等や、これらを組み合わせたものが考えられる。
【００６８】
範囲判定部１０５は、態様変更部１０３により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデル上の利用者が注目する部分が表示範囲に含まれているか否か判定する。上述した図２の例では、利用者が注目している部分を示す座標Ｔの移動先である座標Ｔ1が投影された座標Ｔ1’が表示範囲Ｐに含まれているか否か範囲判定部１０５が判定する。範囲判定部１０５により座標Ｔ1’が表示範囲Ｐに含まれている場合は、表示倍率を算出する必要がなくなるため、表示倍率を演算する負荷が軽減する。
【００６９】
表示倍率算出部１０４は、範囲判定部１０５が座標Ｔ1’を表示範囲に含まれていないと判定した場合、座標Ｔ1’が表示される、つまり拡大された表示範囲に座標Ｔ1’が含む表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部１０４は、算出した表示倍率で記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。以下に表示倍率の算出する方法を説明する。
【００７０】
図３は、図２で示した対象物を表示範囲Ｐに投影させた模式断面図である。Ｑ1及びＱ2は表示範囲Ｐの右端、左端であり、視点Ｅから視認できる対象物Ｇの範囲はＶ1からＶ2の間である。ｄは表示範囲Ｐの中心点（後述する表示範囲Ｐの中心を通る中心線上の点）から表示可能な範囲の境目となる境界線までの距離を示したものであり、Ｄは中心点から座標Ｔ1’までの距離を示したものである。そして表示範囲ＰがＤ／ｄ倍になれば座標Ｔ1’が含まれることとなるので、表示倍率はこの逆数、つまりｄ／Ｄとなる。なお、表示倍率がｄ／Ｄでは３次元形状モデルを表示する際、座標Ｔ1’が表示範囲の端に来るため、座標Ｔ1’の周囲を把握するためにある程度マージンを設ける必要がある。マージンは予め定められた縮小率を表示倍率に加える、あるいは算出された表示範囲の端部から所定の距離を加えた範囲を実際に表示する表示範囲として設定する等が考えられるが、最適な値は実測により定めることとする。
【００７１】
図４は、利用者が注目している部分を示す位置が表示範囲を含む平面上に投影された位置と、表示倍率の算出方法の対応関係に関する説明図である。本実施の形態において、利用者が注目する部分が表示範囲Ｐから参照してどの位置に存在するかにより表示倍率の算出方法が異なる。
【００７２】
図４において、利用者が注目する部分が投影された座標Ｔ2’が領域Ａに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの右、左領域に存在する場合、表示範囲Ｐの表示可能な範囲の境目となる左右の境界線と平行で表示範囲Ｐの中心を通る中心線Ｏyから表示範囲Ｐの左端部あるいは右端部までの最短となる直線距離ｄ1と、直線距離ｄ1で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏyから座標Ｔ2’までの最短となる直線距離Ｄ1から得られるｄ1／Ｄ1が表示倍率となる。なお、中心線Ｏyは本発明の表示中心線に相当する。なお、直線距離ｄ1が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ1が本発明の基準距離に相当する。
【００７３】
また、利用者が注目する部分が投影された座標Ｔ3’が領域Ｂに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの上、下領域に存在する場合、表示範囲Ｐの表示可能な範囲の境目となる上下の境界線と平行で表示範囲Ｐの中心を通る中心線Ｏxから表示範囲Ｐの上端部あるいは下端部までの最短となる直線距離ｄ2、直線距離ｄ2で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏxから座標Ｔ3’までの最短となる直線距離Ｄ2から得られるｄ2／Ｄ2が表示倍率となる。なお、中心線Ｏxは本発明の表示中心線に相当する。なお、直線距離ｄ2が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ2が本発明の基準距離に相当する。
【００７４】
また、利用者が注目する部分である座標Ｔ4’が領域Ｃに存在する、つまりディスプレイ１５０に表示される表示範囲Ｐの斜方向の領域に存在する場合、中心線Ｏyから表示範囲Ｐの左端部あるいは右端部までの最短となる直線距離ｄ3と、直線距離ｄ3で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏyから座標Ｔ4’までの最短となる直線距離Ｄ3から得られるｄ3／Ｄ3、又は中心線Ｏxから表示範囲Ｐの上端部あるいは下端部までの最短となる直線距離ｄ4と、直線距離ｄ4で示される直線と平行な直線であり中心線Ｏxから座標Ｔ4’までの最短となる直線距離Ｄ4から得られるｄ4／Ｄ4のうちいずれか値が小さい方、つまり縮小率が大きい方を表示倍率として選択する。なお、直線距離ｄ3、ｄ4が本発明の表示範囲距離に相当し、直線距離Ｄ3、Ｄ4が本発明の基準距離に相当する。
【００７５】
上述した表示倍率の算出方法は３次元形状モデルの回転移動、平行移動あるいは視点、注視点の移動等のどの様な移動についても用いることが可能である。
【００７６】
次に上述した態様変更部１０３、範囲判定部１０５及び表示倍率算出部１０４の処理によりディスプレイ１５０上に表示される３次元形状モデルの例を示す。まずは３次元形状モデルを回転移動させた場合の例である。
【００７７】
図５は、本実施の形態の３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓr’は注視点Ｓrが表示範囲に投影された座標であり、座標Ｔr’は利用者が注目する部分を示す座標Ｔrが表示範囲に投影された座標である。本図で示すように、座標Ｓr’及び座標Ｔr’は重なり合っている。
【００７８】
図６は、図５で示された状態から３次元形状モデルを少し回転移動させた後にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓr’及び座標Ｔr’は重なり合っていないが、座標Ｔr’はディスプレイ１５０上に表示されているため（つまり表示範囲Ｐ内に含まれているため）、表示倍率は変更されない。
【００７９】
図７は、図６で示された状態から３次元形状モデルをさらに回転移動させ、かつ表示倍率が変更されなかった場合を、ディスプレイ１５０に表示される画面例を示した図である。この状態では、座標Ｔr’は既にディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲内に含まれていないため）、表示倍率を変更する必要がある。なお、図７で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【００８０】
図８は、図７で示された状態から表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。上述した表示倍率算出部１０４により算出された表示倍率で３次元形状モデルが表示されている。本図で示すように、座標Ｔr’を含むように表示倍率を設定することで、利用者が注目している部分が表示されるため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐrは表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。
【００８１】
また、図８で示すように表示倍率変更後の画面では表示復帰ダイアログ８０１が表示される。表示復帰ダイアログ８０１で表示倍率を元に戻す、あるいはダイアログ自体の閉じることを可能とする。つまり表示復帰ボタンをクリックすると、後述する表示倍率切替部１０７による処理が行われた後、表示処理部１０６は元の表示倍率で３次元形状モデルを表示する。また、閉じるボタンをクリックすると、表示処理部１０６は表示復帰ダイアログ自体を非表示とする。
【００８２】
また、本実施の形態では、表示倍率が変更された後、ディスプレイ上に自動的に表示復帰ダイアログを表示するが、例えば利用者からダイアログを表示する旨の操作が行われた場合に限り表示することにしても良い。
【００８３】
以上により３次元形状モデルを回転移動した場合に表示倍率が変更される例を示した。これにより３次元形状モデルが回転移動した後、利用者が注目する部分がディスプレイ１５０上に表示されることとなる。次に３次元形状モデルを平行移動させた場合の例を示す。
【００８４】
図９は、３次元形状モデルを平行移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。この状態では座標Ｓm’は注視点Ｓmが表示範囲に投影された座標であり、座標Ｔm’は利用者が注目する部分を示す座標Ｔmが表示範囲に投影された座標である。本図で示すように、座標Ｓm’及び座標Ｔm’は重なり合っている。
【００８５】
図１０は、図９で示された状態から３次元形状モデルを平行移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。この状態では、座標Ｔm’は既にディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲Ｐ内に含まれていないため）、表示倍率を変更する必要がある。なお、図１０で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では平行移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【００８６】
図１１は、図１０で示された状態から、表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。上述した表示倍率算出部１０４により算出された表示倍率で３次元形状モデルが表示されている。本図で示すように、利用者が注目している部分を示す座標Ｔm’が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐmは表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。図８と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ１１０１が表示される。
【００８７】
また、視点あるいは注視点の移動等が行われた場合でも上述した処理を行うことで、利用者が注目している部分が表示されることとなる。例えば視点を回転させて移動させた場合は、３次元形状モデルを回転したときと同様の態様で３次元形状モデルが表示されることとなるため、図５〜図８で示した手順と同様の処理を行えば利用者が注目する部分を表示することが可能となる。つまり視点あるいは注視点の位置を変更することは、３次元形状モデルと視点の間の距離及び表示される角度が変更されることとなり、これは３次元形状モデルの平行移動及び回転移動を組み合わせと同様となるため、上述した処理の組み合わせで表示倍率の算出が可能となるので、これらの説明を省略する。
【００８８】
図１に戻り、表示倍率切替部１０７は、表示倍率算出部１０４で算出された表示倍率で縮小されて３次元形状モデルが表示された後、さらに入力処理部１０２で利用者から受け付けられた操作により、記憶部１０１で記憶されていた表示倍率の逆数を、新たな表示倍率として切り替える。これにより表示処理部１０６は、縮小して表示する前の表示範囲に表示倍率を拡大して表示することが可能となる。また、表示倍率切替部１０７は、上述した処理により表示倍率に切り替えが行われた後、利用者から受け付けられた操作により、上述した処理により切り替えられた表示倍率の逆数を、さらに新たな表示倍率として切り替える。これにより表示処理部１０６が再び利用者が注目している部分を含むように表示倍率を縮小して表示することを可能とする。
【００８９】
表示倍率の切り替えは図８で示した例を用いると、利用者が表示復帰ダイアログ８０１で表示復帰ボタンを選択してクリックされた場合に、表示倍率切替部１０７が記憶部１０１に記憶されていた表示倍率の逆数を、次に表示する表示倍率と設定して、表示処理部１０６により表示する処理が行われる。この次に表示する表示倍率が、本発明の復帰表示倍率に相当する。
【００９０】
図１２は、図８で示した画面から利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、ディスプレイ１５０に表示された画面図である。利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、入力処理部１０２を介して元の表示倍率に切り替える旨が表示倍率切替部１０７に入力される。そして表示倍率切替部１０７は、記憶部１０１に記憶されている表示倍率の逆数を、表示倍率として設定し、表示処理部１０６が設定された表示倍率で３次元形状モデルを表示する。これにより利用者が元の表示倍率で３次元形状モデルが表示されることとなり、実際の３次元形状モデルのサイズあるいは細部の構造を把握することが可能となる。
【００９１】
また図１２で示すように表示処理部１０６が元の表示倍率で３次元形状モデルを表示する際、表示縮小ダイアログ１２０１を表示する。利用者が表示縮小ダイアログ１２０１の表示縮小ボタンをクリックすると、表示倍率切替部１０７は記憶部１０１に記憶されている表示倍率を設定して、表示処理部１０６が設定された表示倍率で３次元形状モデルを表示する。この処理により３次元形状モデルが利用者の注目する部分を含むように表示される。
【００９２】
表示倍率切替部１０７を備えることで、利用者が表示倍率の切り替えることで、元の表示範囲及び利用者が注目する部分を含む表示範囲の切り替えが可能となり、３次元形状表示装置の操作性が向上する。
【００９３】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における利用者による３次元形状モデルの操作の入力処理から３次元形状モデルの表示までの処理について説明する。図１３は、本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００９４】
入力処理部１０２は、利用者により３次元形状モデルの回転移動等が行われた旨を入力する処理を行い、態様変更部１０３に出力する（ステップＳ１３０１）。次に態様変更部１０３は、入力処理部１０２からの入力により、回転移動等がなされた３次元形状モデルの表示範囲を含む平面に投影された態様を算出する（ステップＳ１３０２）。そして、態様変更部１０３は、利用者が注目する部分を示す座標Ｔが表示範囲を含む平面に投影された座標Ｔ’の位置を算出する（ステップＳ１３０３）。
【００９５】
そして範囲判定部１０５は、態様変更部１０３で算出された座標Ｔ’の位置がディスプレイ上に表示される表示範囲内に含まれているか否か判定する（ステップＳ１３０４）。
【００９６】
範囲判定部１０５により表示範囲内に含まれていると判定された場合（ステップＳ１３０４：Ｙｅｓ）、表示処理部１０６は、態様変更部１０３で算出された３次元形状モデルの態様で、表示倍率を変更せずに表示する（ステップＳ１３０５）。なお、表示の際に、表示倍率は記憶部１０１に記憶されていた表示倍率をそのまま用いる。
【００９７】
範囲判定部１０５により表示範囲内に含まれていないと判定された場合（ステップＳ１３０４：Ｎｏ）、表示倍率算出部１０４は、座標Ｔ’が表示範囲内に含むことを可能とする表示倍率を算出する（ステップＳ１３０６）。そして表示倍率算出部１０４は、算出された表示倍率で記憶部１０１に記憶された表示倍率を更新する（ステップＳ１３０７）。
【００９８】
そして表示処理部１０６は、態様変更部１０３で算出された３次元形状モデルの態様を、記憶部１０１に記憶された表示倍率に縮小して表示する（ステップＳ１３０８）。また表示処理部１０６は、表倍率変更前の表示範囲を示す枠及び表示復帰ダイアログを表示する（ステップＳ１３０９）。
【００９９】
上述した処理手順により回転移動との３次元形状モデルの態様の変更があった場合、表示倍率を変更して３次元形状モデルを表示することが可能となる。また、入力処理部で処理される操作を回転移動に制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動等の場合に上述した処理を行うことも可能である。なお、上述した処理手順は、３次元形状モデルの態様が変更されてから表示倍率を変更して表示するまでの手順の一例を示したもので、上述した処理手順に制限するものではない。
【０１００】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００において３元形状モデルが表示されてから表示倍率を切り替えるダイアログが閉じられるまでのダイアログに関する処理を説明する。図１４は、本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。まずは３次元形状モデルの注目する部分の位置座標を含むために表示倍率が変更された状態で、ディスプレイ１５０に３次元形状モデルが表示されていることとする。
【０１０１】
そして表示処理部１０６は、表示復帰ダイアログを表示する（ステップＳ１４０１）。表示復帰ダイアログは、図８で示したように、表示復帰ボタンと閉じるボタンが表示されている。
【０１０２】
次に入力処理部１０２は、表示復帰ダイアログの表示復帰ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたか、入力する処理を行う（ステップＳ１４０２）。
【０１０３】
入力処理部１０２は表示復帰ボタンがクリックされたことを入力処理した場合（ステップＳ１４０２：表示復帰）、表示倍率切替部１０７が記憶部１０１に記憶されている表示倍率の逆数を、新たに表示倍率として切り替える（ステップＳ１４０３）。
【０１０４】
そして表示処理部１０６が、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率に拡大して、３次元形状モデルを表示する（ステップＳ１４０４）。そして表示処理部１０６は、ダイアログを表示縮小ダイアログに更新する（ステップＳ１４０５）。
【０１０５】
そして入力処理部１０２は、表示縮小ダイアログの表示縮小ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたか、入力する処理を行う（ステップＳ１４０６）。
【０１０６】
入力処理部１０２は表示縮小ボタンがクリックされた旨を入力処理した場合（ステップＳ１４０６：表示縮小）、表示倍率切替部１０７は、記憶部１０１に記憶されている表示倍率を、新たに表示倍率として切り替える（ステップＳ１４０７）。
【０１０７】
そして表示処理部１０６が、表示倍率切替部１０７で切り替えられた表示倍率で縮小して、３次元形状モデルを表示する（ステップＳ１４０８）。そして表示処理部１０６は、ダイアログを表示復帰ダイアログに更新する（ステップＳ１４０９）。そして再度、入力処理部１０２による、表示復帰ダイアログの表示復帰ボタンと閉じるボタンのどちらのボタンがクリックされたかを、入力する処理から開始される（ステップＳ１４０２）。
【０１０８】
入力処理部１０２は閉じるボタンがクリックされたことを入力処理した場合（ステップＳ１４０２：閉じる、ステップＳ１４０６：閉じる）、表示縮小ダイアログあるいは表示復帰ダイアログにかかわらずダイアログを非表示として、終了する（ステップＳ１４１０）。
【０１０９】
なお、上述した処理手順は、表示されたダイアログによる表示倍率の切り替えの手順の一例を示したもので、上述した処理手順に制限するものではない。
【０１１０】
図１５は、３次元形状表示装置１００の機能を実現するためのプログラムを実行したＰＣのハードウェア構成を示した図である。本実施の形態の３次元形状表示装置１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１５０１などの制御装置と、メモリ１５０４などの記憶装置と、ＨＤＤ１５０４（Hard Disk Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイ１５０５などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置１５０３を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【０１１１】
本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【０１１２】
また、本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０１１３】
また、本実施形態の３次元形状表示プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【０１１４】
本実施の形態の３次元形状表示装置１００で実行される３次元形状表示プログラムは、上述した各部（入力処理部、態様変更部、範囲判定部、表示倍率算出部、表示処理部、表示倍率切替部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１５０１が上記記憶媒体から３次元形状表示プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、入力処理部、態様変更部、範囲判定部、表示倍率算出部、表示処理部、表示倍率切替部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０１１５】
また本実施の形態は、中心線から表示範囲の端までの距離と中心線から注目する部分を示す位置座標の比に基づいて表示倍率を算出する方法に制限するものではなく、例えば注視点が投影された位置から表示範囲の端までの距離及び注視点が投影された位置から注目する部分を示す位置までの距離の比に基づいて算出する方法を用いても良い。
【０１１６】
また３次元形状表示装置１００で表示される３次元形状モデルは、記憶部１０１に記憶された３次元形状モデルに限るものではなく、例えばネットワークを介して他の装置から取得した３次元形状モデルを表示しても良い。
【０１１７】
３次元形状表示装置１００は、注目する部分を示す座標が表示範囲内に表示されることで、利用者は３次元形状モデルの形状を認識することが可能となる。
【０１１８】
また注目する部分となる、所定の座標が投影された位置と表示範囲に基づいて表示倍率を算出するため、注目する部分がちょうど含まれるような表示倍率が算出されるととなり、表示倍率の縮小率が大きすぎることもない、注目する部分を含むために必要十分な表示倍率が設定されることになるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。また最適な表示倍率が設定されることで、３次元形状モデルの形状を認識しつつ、３次元形状モデルの細部まで把握することが可能となる。
【０１１９】
また、所定の座標のみに基づいて表示倍率を算出するため、３次元形状モデルを表示する表示倍率を算出する演算量が少なくなり、３次元形状表示装置１００への負担の低減あるいは表示速度を向上させることが可能となる。
【０１２０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、注目する部分を示す座標が含まれているか否かにより表示倍率を設定していた。この座標が含まれるように表示倍率を設定する処理手順を、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標に適用することで、３次元形状モデルが表示範囲内に含まれるように表示することが可能となる。本実施の形態は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標が表示範囲内に含むこととなる表示倍率を設定する実施の形態とする。
【０１２１】
図１６は、本発明の第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００の構成を示すブロック図である。上述した第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１００とは、態様変更部１０３、表示倍率算出部１０４、範囲判定部１０５とは処理が異なる態様変更部１６０１、表示倍率算出部１６０２、範囲判定部１６０３に変更された構成を有している点で異なる。以下の説明では、上述した実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０１２２】
態様変更部１６０１は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様に、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後の３次元形状モデルがディスプレイ１５０の表示範囲を含む平面に投影された際の態様を算出することで、３次元形状モデルの態様を変更する。また、態様変更部１６０１は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が表示範囲を含む平面に投影された各投影頂点の座標を算出する。なお、態様変更部１６０１における他の処理は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様とする。
【０１２３】
範囲判定部１６０３は、上述した態様変更部１６０１により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が全てディスプレイ１５０の表示範囲に含まれているか否か判定する。各頂点が表示範囲に含まれているか否かを算出する方法は、第１の実施の形態の範囲判定部１０５と同様の算出方法を用いる。
【０１２４】
そして範囲判定部１６０３が、全ての頂点が表示範囲に含まれていると判定した場合、後述する表示倍率算出部１６０２で表示倍率を算出する必要なく、表示処理部１０６は、態様変更部１６０１により変更された態様で３次元形状モデルを表示する。
【０１２５】
表示倍率算出部１６０２は、範囲判定部１６０３が表示範囲に含まれていない頂点があると判定した場合、頂点毎に表示範囲に含まれることになる表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部１６０２は、算出された各々の表示倍率のうち、最も値が小さいもの、つまり縮小率が最も大きいものを表示倍率として選択し、この選択された表示倍率で記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。なお、頂点毎に行われる表示倍率の算出する方法は第１の実施の形態の表示倍率算出部１０４と同様とする。
【０１２６】
次に、３次元形状モデルを回転移動した結果、態様変更部１６０１、範囲判定部１６０３及び表示倍率算出部１６０２の処理により変更される、３次元形状モデルの態様の一例を示す。
【０１２７】
図１７は、３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。本図で示した画面において、３次元形状モデルの多面体データの各頂点は全て表示範囲に含まれている。また、座標Ｓr2’は注視点Ｓr2が表示範囲に投影された座標を示す。なお、本図、後述する図１８及び図１９において各頂点を黒丸で示したが、これは説明を容易にするために示したものであり、実際にディスプレイ１５０に表示する際に３次元形状モデルの多面体データの各頂点を黒丸で示す必要はない。
【０１２８】
図１８は、図１７で示された状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。本図で示した状態では、すでにいくつかの頂点がディスプレイ１５０上に表示されていないため（つまり表示範囲内に含まれていないため）、表示倍率算出部１６０２により表示倍率を変更する必要がある。なお、図１８で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【０１２９】
図１９は、図１８で示された状態から表示倍率算出部１６０２で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。本図で示すように、３次元形状モデル全体が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐr2は表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。また第１の実施の形態と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ１９０１が表示される。
【０１３０】
また、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００で行われる処理手順は、利用者が注目する部分の位置座標に基づいて表示倍率を算出していた点から３次元形状モデルの多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに変更された点を除けば第１の実施の形態で示した処理手順と同様であるため説明を省略する。
【０１３１】
なお、本実施の形態は、３次元形状モデル上の多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに制限するものではなく、例えば３次元形状モデルの表面全体から表示する基準とする任意の座標を選択し、座標毎に表示可能になる表示倍率を算出し、算出された表示倍率で最も小さい値を実際に用いる表示倍率と設定する等が考えられる。
【０１３２】
なお、本実施の形態で示した３次元形状モデルの回転移動の場合の表示倍率の変更のみに制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動などについても同様の処理を用いることで表示倍率の変更が可能である。
【０１３３】
本実施の形態においては、３次元形状モデルの多面体データの各頂点が表示範囲内に含まれるように表示倍率を変更したため、３次元形状モデル全体が表示されることとなり、利用者は３次元形状モデルの形状全体を認識することが容易となる。また、本実施の形態で算出される表示倍率は３次元形状モデルの全体を表示する必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。
【０１３４】
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、３次元形状モデルの多面体データの各頂点の座標が表示範囲内に含まれるように表示倍率を設定していた。しかしながら多面体データの全ての頂点毎に含まれるか否か及び表示倍率を算出すると処理に膨大な負荷がかかることもある。そこで本実施の形態は、３次元形状モデルにバウンディングボックスを用い、バウンディングボックスの各頂点の座標が表示範囲内に含まれるように表示倍率を設定する実施の形態とする。なお、バウンディングボックスとは３次元形状モデルと外接する最小の箱のみの形状をいい、本発明の３次元形状モデルを簡略化した形状に相当する。
【０１３５】
図２０は、本発明の第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置２０００の構成を示すブロック図である。上述した第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置１６００とは、態様変更部１６０１、表示倍率算出部１６０２、範囲判定部１６０３とは処理が異なる態様変更部２００１、表示倍率算出部２００２、範囲判定部２００３に変更された構成を有している点で異なる。以下の説明では、上述した実施の形態２と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０１３６】
態様変更部２００１は、第２の実施の形態の態様変更部１６０１と同様に、入力処理部１０２を介して利用者により行われた３次元形状モデル、視点あるいは注視点の移動後の３次元形状モデルがディスプレイ１５０の表示範囲を含む平面に投影された際の態様を算出することで、３次元形状モデルの態様を変更する。また、態様変更部２００１は、３次元形状モデルについてのバウンディングボックスの各頂点が表示範囲を含む平面に投影された各投影頂点の位置を算出する。なお、態様変更部１６０１における他の処理は、第１の実施の形態の態様変更部１０３と同様とする。
【０１３７】
範囲判定部２００３は、上述した態様変更部２００１により３次元形状モデルの態様が変更された場合、３次元形状モデルについてのバウンディングボックスの各頂点が全てディスプレイ１５０の表示範囲に含まれているか否か判定する。各頂点が表示範囲に含まれているか否かを算出する方法は、第１の実施の形態の範囲判定部１０５と同様の算出方法を用いる。
【０１３８】
そして範囲判定部２００３が、全ての頂点が表示範囲に含まれていると判定した場合、後述する表示倍率算出部２００２で表示倍率を算出する必要なく、表示処理部１０６は、態様変更部１６０１により変更された態様で３次元形状モデルを表示する。また範囲判定部１６０３が、各頂点のうち１つでも表示範囲内に含まれていないと判定した場合、後述する表示倍率算出部１６０２で表示倍率を算出する。
【０１３９】
表示倍率算出部２００２は、範囲判定部２００３が表示範囲に含まれていない頂点があると判定した場合、表示範囲に含まれていない頂点毎に表示範囲に含まれることになる表示倍率を算出する。そして表示倍率算出部２００２は、算出された各々の表示倍率のうち、最も値が小さいもの、つまり縮小率が最も大きいものを表示倍率として選択し、この選択された表示倍率により記憶部１０１に記憶される表示倍率を更新する。なお、表示倍率の算出する方法は第１の実施の形態の表示倍率算出部１０４と同様とする。
【０１４０】
次に、３次元形状モデルを回転移動した結果、態様変更部２００１、範囲判定部２００３及び表示倍率算出部２００２の処理により変更される、３次元形状モデルの態様の一例を示す。
【０１４１】
図２１は、３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイ１５０に表示された画面図である。本図で示した画面において、３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点は全て表示範囲に含まれている。また、座標Ｓr3’は注視点Ｓr3が表示範囲に投影された座標を示す。なお、本図、後述する図２２及び図２３においてバウンディングボックスの各頂点を黒丸で示したが、これは説明を容易にするために示したものであり、実際にディスプレイ１５０に表示する際に３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点を黒丸で示す必要はない。また３次元形状モデルのバウンディングボックスを表示する必要もなく、３次元形状表示装置２０００の内部処理として用いれば足りる。
【０１４２】
図２２は、図２１で示された状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率は変更されなかった場合に、ディスプレイ１５０に表示される画面図である。本図で示した状態では、すでに３次元形状モデルのバウンディングボックスのいくつかの頂点がディスプレイ１５０上の表示範囲外にあるため、表示倍率算出部２００２により表示倍率を変更する必要がある。なお、図２２で示した画面は説明のために示したもので、本実施の形態では回転移動後に本図で示した画面がディスプレイ１５０上に表示されるわけではない。
【０１４３】
図２３は、図２２で示された状態から表示倍率算出部２００２で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ１５０上に３次元形状モデルを表示した画面図である。本図で示すように、３次元形状モデル全体が表示されているため、利用者が３次元形状モデルの形状を把握することが容易となる。また矩形Ｐr3は表示倍率変更前の表示範囲を示したものである。これにより利用者がどの程度表示倍率が変更されたか把握することが容易となる。また第１の実施の形態と同様に、本図で示した画面でも表示復帰ダイアログ２３０１が表示される。
【０１４４】
また、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状表示装置２０００で行われる処理手順は、３次元形状モデルの多面体データの各頂点に基づいて表示倍率を算出する点から３次元形状モデルのバウンディングボックスの各頂点に基づいて表示倍率を算出することに変更された点を除けば第２の実施の形態で示した処理手順と同様であるため説明を省略する。
【０１４５】
なお、本実施の形態で示した３次元形状モデルの回転移動の場合の表示倍率の変更のみに制限するものではなく、３次元形状モデルの平行移動や視点あるいは注視点の移動などについても同様の処理を用いることで表示倍率の変更が可能である。
【０１４６】
本実施の形態においては、３次元形状モデルが表示範囲内に含まれるため、利用者は３次元形状モデルの形状全体を認識することが容易となる。また、本実施の形態で算出される表示倍率は３次元形状モデルの全体を表示する必要十分な表示倍率となるため、利用者が３次元形状モデルを把握するために最適な表示倍率が設定されることとなる。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、バウンディングボックスの各頂点に基づいて算出を行うため、算出対象となる頂点が減少することで、表示範囲に含まれているか否かあるいは表示倍率を算出する負荷が低減することとなる。
【０１４８】
（変形例）
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形が可能である。
【０１４９】
上述した実施の形態では、３次元形状モデルの態様を変更させる際に、対話的手法を用いて変更することとしたが、これに制限するものではない。例えば、ポインティングデバイス等の操作により３次元形状モデル自体をスクロールあるいは回転移動して動画のように予め定められた時間毎に態様を更新して表示することとしても良い。この場合、３次元形状モデルを描画する毎に利用者が注目する部分を示す座標Ｔtの投影された座標Ｔt’が最初の表示範囲Ｐtに含まれるか否か判定し、含まれないと判定された場合は表示倍率を算出し、算出された表示倍率に縮小して３次元形状モデルをディスプレイ１５０に描画する。
【０１５０】
これにより３次元形状モデルが動画のようにスクロールあるいは回転移動する際でも、利用者が表示する部分が常に表示範囲に含まれることとなり、利用者は３次元形状モデルも形状を容易に把握することが可能となる。
【０１５１】
また注目する部分が表示範囲に含まれるか否かに限らず、３次元形状モデルの他面データの頂点あるいは３次元形状モデルのバウンディングボックスの頂点が表示範囲に含まれるように描画する毎に、表示倍率を算出することとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上のように、本発明にかかる３次元形状表示装置、３次元形状表示方法及びその方法をコンピュータで実行させるプログラムは、３次元形状モデルを表示する際の表示倍率を設定する際に有用であり、特に、３次元形状モデルにおいて利用者が注目する部分を含む表示倍率の設定に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元形状モデルである対象物がディスプレイ上に表示される態様を模式的に示した図である。
【図３】３次元形状モデルである対象物をディスプレイ上の表示範囲に投影させた模式断面図である。
【図４】利用者が注目している部分を示す位置が表示範囲を含む平面上に投影された位置と、表示倍率の算出方法の対応関係に関する説明図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを小さく回転移動させた後にディスプレイに表示された画面図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを大きく回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面例を示した図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の初期状態から３次元形状モデルを大きく回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図９】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを平行移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図１０】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを平行移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面例を示した図である。
【図１１】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを平行移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイ上に３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図１２】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルの回転移動させた後に表示された画面から利用者が表示復帰ボタンをクリックした後、ディスプレイに表示された画面図である。
【図１３】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置における利用者による３次元形状モデルの操作の入力処理から３次元形状モデルの表示までの処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置における３元形状モデルが表示されてから表示倍率を切り替えるダイアログが閉じられるまでの処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】第１の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の機能を実現するためのプログラムを実行したＰＣのハードウェア構成を示した図である。
【図１６】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図１８】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面の例を示した図である。
【図１９】第２の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【図２０】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において３次元形状モデルを回転移動させる前にディスプレイに表示された画面図である。
【図２２】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、かつ表示倍率を変更しなかった場合に、ディスプレイに表示される画面の例を示した図である。
【図２３】第３の実施の形態にかかる３次元形状表示装置において初期状態から３次元形状モデルを回転移動させ、表示倍率算出部で算出された表示倍率に変更して、ディスプレイに３次元形状モデルを表示した画面図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１６００、２０００ ３次元形状表示装置
１０１ 記憶部
１０２ 入力処理部
１０３、１６０１、２００１ 態様変更部
１０４、１６０２、２００２ 表示倍率算出部
１０５、１６０３、２００３ 範囲判定部
１０６ 表示処理部
１０７ 表示倍率切替部
１５０ ディスプレイ
８０１ 表示復帰ダイアログ
１１０１、１９０１、２３０１ 表示復帰ダイアログ
１２０１ 表示縮小ダイアログ
１５０１ ＣＰＵ
１５０２ ＨＤＤ
１５０３ 入力装置
１５０４ メモリ
１５０５ ディスプレイ
１５０６ バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更手段と、
前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出手段と、
前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理手段と、
を備えたことを特徴とする３次元形状表示装置。
【請求項２】
前記態様変更手段は、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする請求項１に記載の３次元形状表示装置。
【請求項３】
前記態様変更手段は、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の３次元形状表示装置。
【請求項４】
前記表示倍率算出手段は、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項５】
前記表示処理手段は、さらに前記表示倍率算出手段において算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項６】
前記表示倍率算出手段で算出された前記表示倍率を記憶する表示倍率記憶手段と、
前記表示倍率記憶手段に記憶された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替手段と、をさらに備え、
前記表示処理手段は、前記表示倍率切替手段により切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項７】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項８】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項７に記載の３次元形状表示装置。
【請求項９】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項７に記載の３次元形状表示装置。
【請求項１０】
前記表示形態変更手段は、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、
前記表示処理手段は、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項１１】
前記表示形態変更手段は、利用者との間の対話的手段により前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項１２】
表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更ステップと、
前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出ステップと、
前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理ステップと、
を備えたことを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項１３】
前記態様変更ステップは、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする請求項１２に記載の３次元形状表示方法。
【請求項１４】
前記態様変更ステップは、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１１または１２に記載の３次元形状表示方法。
【請求項１５】
前記表示倍率算出ステップは、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１６】
前記表示処理ステップは、さらに前記表示倍率算出ステップにおいて算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１７】
前記表示倍率算出ステップで算出された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替ステップと、をさらに備え、
前記表示処理ステップは、前記表示倍率切替ステップにより切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示すること
を特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１８】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１９】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１８に記載の３次元形状表示方法。
【請求項２０】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１８に記載の３次元形状表示方法。
【請求項２１】
前記表示形態変更ステップは、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、
前記表示処理ステップは、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示すること
を特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項２２】
前記表示形態変更ステップは、利用者との間の対話的ステップにより前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１２〜２１のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項２３】
請求項１２〜２２のいずれか１つに記載された方法をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更手段と、
前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出手段と、
前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理手段と、
を備えたことを特徴とする３次元形状表示装置。
【請求項２】
前記態様変更手段は、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする請求項１に記載の３次元形状表示装置。
【請求項３】
前記態様変更手段は、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の３次元形状表示装置。
【請求項４】
前記表示倍率算出手段は、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項５】
前記表示処理手段は、さらに前記表示倍率算出手段において算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項６】
前記表示倍率算出手段で算出された前記表示倍率を記憶する表示倍率記憶手段と、
前記表示倍率記憶手段に記憶された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替手段と、をさらに備え、
前記表示処理手段は、前記表示倍率切替手段により切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項７】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項８】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項７に記載の３次元形状表示装置。
【請求項９】
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項７に記載の３次元形状表示装置。
【請求項１０】
前記表示形態変更手段は、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、
前記表示倍率算出手段は、前記態様変更手段により前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、
前記表示処理手段は、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更手段により算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項１１】
前記表示形態変更手段は、利用者との間の対話的手段により前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の３次元形状表示装置。
【請求項１２】
表示装置に表示される３次元形状モデルの態様を変更する態様変更ステップと、
前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記３次元形状モデルが投影され前記表示装置に表示される２次元領域における、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた表示基準座標が該２次元領域上に投影された投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される表示範囲に基づいて、該投影基準座標が表示される表示倍率を算出する表示倍率算出ステップと、
前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示する表示処理ステップと、
を備えたことを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項１３】
前記態様変更ステップは、前記３次元形状モデルを回転移動あるいは平行移動させて態様を変更することを特徴とする請求項１２に記載の３次元形状表示方法。
【請求項１４】
前記態様変更ステップは、視点の位置を示す視点座標あるいは注視点の位置を示す注視点座標を変更して、前記表示装置に表示される前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１１または１２に記載の３次元形状表示方法。
【請求項１５】
前記表示倍率算出ステップは、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が投影された前記投影基準座標から、前記表示範囲の表示可能な範囲の境目となる境界線と平行で前記表示範囲の中心を通る表示中心線までの最短距離を示す基準距離と、該基準距離を示す直線と平行な直線上で該境界線から該表示中心線までの表示範囲距離と、の比に基づいて表示倍率を算出することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１６】
前記表示処理ステップは、さらに前記表示倍率算出ステップにおいて算出された表示倍率で縮小して表示する以前の前記表示範囲を示す縮小前表示範囲を表示することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１７】
前記表示倍率算出ステップで算出された前記表示倍率の逆数を復帰表示倍率として切り替える表示倍率切替ステップと、をさらに備え、
前記表示処理ステップは、前記表示倍率切替ステップにより切り替えられた前記復帰表示倍率で拡大して前記３次元形状モデルを表示すること
を特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１８】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上の予め定められた複数の前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された複数の前記投影基準座標と、該２次元領域で前記表示装置に表示される前記表示範囲に基づいて、複数の前記投影座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項１９】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルとなる多面体データの各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１８に記載の３次元形状表示方法。
【請求項２０】
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更された場合、前記２次元領域において、前記３次元形状モデルを簡略化した形状の各頂点を示す頂点座標が前記２次元領域上に投影された複数の投影頂点座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、複数の該投影頂点座標が表示される表示倍率を算出すること
を特徴とする請求項１８に記載の３次元形状表示方法。
【請求項２１】
前記表示形態変更ステップは、予め定められた時間毎に前記３次元形状モデルの態様を変更し、
前記表示倍率算出ステップは、前記態様変更ステップにより前記３次元形状モデルの態様が変更される時間毎に、前記２次元領域において、前記３次元形状モデル上で変更後に表示する基準となる予め定められた前記表示基準座標が前記２次元領域上に投影された前記投影基準座標と、前記２次元領域上の前記表示範囲に基づいて、前記投影座標が表示される表示倍率を算出し、
前記表示処理ステップは、予め定められた前記時間毎に前記表示倍率変更ステップにより算出された前記表示倍率で縮小して、前記３次元形状モデルを前記表示装置に表示すること
を特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項２２】
前記表示形態変更ステップは、利用者との間の対話的ステップにより前記３次元形状モデルの態様を変更することを特徴とする請求項１２〜２１のいずれか１つに記載の３次元形状表示方法。
【請求項２３】
請求項１２〜２２のいずれか１つに記載された方法をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−６５７９４（Ｐ２００６−６５７９４Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５０８０２（Ｐ２００４−２５０８０２）
【出願日】平成１６年８月３０日（２００４．８．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３０日（２００４．８．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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